电力电子第3章习题(2)-带答案
电力电子技术习题与解答
思考题与习题2.1 什么是整流？它与逆变有何区别？答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。
2.2 单相半波可控整流电路中，如果：(1)晶闸管门极不加触发脉冲；(2)晶闸管内部短路；(3)晶闸管内部断开；试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。
答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；（2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；（3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。
2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。
由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。
电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。
2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。
解：设α=0，T 2被烧坏，如下图：2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么?答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。
因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量 ,,21U U 和 ,,21I I ，负载上有功功率为 +++=22212P P P P d >d d d I U P =。
相控整流电路带大电感负载时，虽然U d 存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积等于负载有功功率。
电力电子技术期末复习题及其答案
第一章复习题1.使晶闸管导通的条件是什么答：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。
2．维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管由导通变为关断答：（1）维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
（2）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能答：（1）GTO在设计时，a2较大，这样晶体管v2控制灵敏，易于GTO关断；（2）GTO导通时a1+a2的更接近于1，普通晶闸管a1+a2≥，而GTO则为约等于，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制提供了有利条件；（3）多元集成结构每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得p2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
4．如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏答：（1）一般在不用时将其三个电极短接；（2）装配时人体，工作台，电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地；（3）电路中，栅，源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高。
（4）漏，源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。
,GTR,GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点答：IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。
GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。
GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。
电力电子技术 贺益康 答案
η = Rb1 。 Rbb
答：
Ubb为b1.b2 间的电压，单结管未通时，Ubb=E 忽略 C 的放电时间
U c = Ubb (1 − e−t / Rec ) U p ≈ Ubb (1 − e−T / Rec )
U D + ηUbb = Ubb (1 − e−T / Rec ) Ubb − ηUbb = e−T / Rec
1交流进线电抗器限流限dudt和didt2压敏电阻过压保护3交流侧阻容保护过压保护4桥臂电感限dudt由元件换流引起didt5快熔过流保护6过压保护电容限制关断过电压对元件的损害7抑振电阻防止lc振荡限制电容放电电流8直流侧压敏电阻直流侧过压保护9过流继电器过流时继电器开路保护主电路10vdf续流二极管为负载电路提供通路过压保护提高ud11ld平波电抗器防止直流电流波动断流延长vt导通角15
答：
（1）
Id1
= 1.57Id K f1
=
Id
= 100A
I m1 = I d1 / 0.32 = 312.5A
(2)
Id2
= 1.57I d Kf2
= 1.57 ×100 1.867
= 84.1A
Im2
=
Id2 0.24
= 350 A
（3）
Id3
= 1.57Id Kf3
= 115.9A
Im3 = Id 3 / 0.48 = 241A
答：
C太小时，储存能量小，VT2导通时，C通过VT2很快放电，而其时间太短， VT1将无法关
断。
10．图 1-41 中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im。试计算各电流 波形的平均值Id1、Id2、Id3，电流有效值I1、I2、I3和它们的波形系数Kf1、Kf2、Kf3。
电力电子第3章 思考题与习题答案
频率（周期 T）一定，调节脉冲宽度 ton，ton 值在 0~T 之间变化，负载电压在 0~E 之间变化。 2）脉冲频率控制（Pulse Frequency Modulation），也称 PFM。此方式脉冲宽度 ton 一定，
T
0 uL1dt =
ton 0
uL1dt
+TLeabharlann ton uL1dt = 0
ò ò ò 对电感 L2 有：
T
0 uL2dt =
ton 0
u L 2 dt
+
T
ton uL2dt = 0
则有： Eton + U tC1 off = 0
(E - Uo - UC1)ton + (-UO )toff = 0
得：U o
当开关器件 V4 始终导通，开关器件 V3 始终关断，此时电路同图 310a）等效，控制 V1 和 V2 的导通，输出电压 uo>0，电路向电动机提供正电压，电路工作在第一和第二象限，电 动机工作在正转电动和正转再生制动状态。
当开关器件 V2 始终导通，开关器件 V1 始终关断。控制 V3 和 V4 的导通，输出电压 uo<0 电路向电动机提供负电压，电路工作在第三和第四象限。此时，开关器件 V4 截止，控制 V3 通、断转换，则 uo<0，io<0，电路工作在第三象限，转速 n<0，电磁转矩 T<0，电动机工作 在反转电动状态；开关器件 V3 截止，控制 V4 通、断转换，则 uo<0，io>0，电路工作在第四 象限，转速 n<0，电磁转矩 T>0，电动机工作在反转再生制动状态。
电力电子技术第3章 习题答案
3章 交流-直流变换电路 课后复习题第1部分：填空题1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能 ，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0° ≤a ≤ 180° 。
2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变 ，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0°≤a ≤ 180° ，2 ，续流二极管承受的最大反向电压2 （设U 2为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 0° ≤a ≤ 180° ，2 和2 ；带阻感负载时，α角移相范围为 0° ≤a ≤ 90° ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U 2 ；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器(大电感) 。
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = 180°-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0° 。
5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波可控整流电路 的波形基本相同，只是后者适用于 较低 输出电压的场合。
6.2 ，随负载加重U d 逐渐趋近于0.9 U 2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T ，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U 2(U 27.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0°≤a ≤90° ，使负载电流连续的条件为 a ≤30° (U 2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 120° ，当它带阻感负载时，α的移相范围为 0°≤a ≤90° 。
《电力电子技术》习题解答(高职高专第5版) 第3章习题答案
第3章思考题与习题3.1 开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？答：开关损耗与开关的频率和变换电路的形态性能等因素有关。
3.2 试比较Buck电路和Boost电路的异同。
答；相同点：Buck电路和Boost电路多以主控型电力电子器件（如GTO，GTR，VDMOS 和IGBT等）作为开关器件，其开关频率高，变换效率也高。
不同点：Buck电路在T关断时，只有电感L储存的能量提供给负载，实现降压变换，且输入电流是脉动的。
而Boost电路在T处于通态时，电源U d向电感L充电，同时电容C 集结的能量提供给负载，而在T处于关断状态时，由L与电源E同时向负载提供能量，从而实现了升压，在连续工作状态下输入电流是连续的。
3.3 试简述Buck-Boost电路同Cuk电路的异同。
答：这两种电路都有升降压变换功能，其输出电压与输入电压极性相反，而且两种电路的输入、输出关系式完全相同，Buck-Boost电路是在关断期内电感L给滤波电容C补充能量，输出电流脉动很大，而Cuk电路中接入了传送能量的耦合电容C1，若使C1足够大，输入输出电流都是平滑的，有效的降低了纹波，降低了对滤波电路的要求。
3.4 试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Ｂuck），升压斩波电路（Ｂoost），升降压斩波电路（Ｂuck－Ｂoost）和库克（Ｃook）斩波电路。
降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输入直流电压的变换电路。
它主要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速。
升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路，它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。
升降压变换电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。
主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。
库克电路也属升降压型直流变换电路，但输入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。
电力电子第3章 习题带答案
第5章 交流-直流变换器 习题（2）第1部分：填空题1.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 等于 U2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-150º ，使负载电流连续的条件为 α≤30º (U 2为相电压有效值)。
2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120º ，当它带阻感负载时，α的移相范围为 0-90 º 。
3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 最高 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是 最低 的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0-120 º ，u d 波形连续得条件是 α≤60º 。
4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是ωRC =，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U 2。
5.填写下表电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值移相范围电阻阻感（L极大）电阻阻感（L极大）三相整流电路比较三相半波三相全控桥第2部分：简答题1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？答：不是同一点，相位相差180 ˚。
2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发角都是 α ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是阿相，在相位上差多少度？答：相位相差180 ˚ 。
3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压u波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？d答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。
以晶闸管VT1不能导通为例。
如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。
4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ˚～180 ˚。
电力电子变流技术课后答案第3章
第三章 可控整流电路 习题与思考题解3-1．分别画出三相半波可控整流电路电阻负载和大电感负载在α为60°、90°的输出电压和晶闸管电压、电流、变压器二次电流i2的波形图。
晶闸管导通角各为多少？输出电压各为多少？解：(1)电阻性负载α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P48中的图3-4，其中晶闸管电流波形可在图3-4(c)中读出，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，晶闸管仍导通至相电压正变负的过零点处。
由于α>30°时，u d波形断续，每相晶闸管导电期间为α至本相的正变负过零点，故有晶闸管导通角为 θ＝π-α-30°整流输出电压平均值当α=60°时，θ=90°，Ｕd=0.675U2 。
当α=90°时，θ=60°，Ｕd=0.675U2[1-0.5]=0.3375U2 。
(2)大电感负载α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P49中的图3-5，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，但晶闸管导通角仍为θ＝120°。
由于大电感负载电流连续，则晶闸管导通角为 θ＝120°整流输出平均电压为当α=60°时，θ=120°，Ｕd=1.17U2cos60°=0.585U2。
当α=90°时，θ=120°，Ｕd=1.17U2cos90°=03-2．三相半波可控整流电路向大电感性负载供电，已知U2=220V、R=11.7Ω。
计算α=60°时负载电流i d、晶闸管电流i V1、变压器副边电流i2的平均值、有效值和晶闸管上最大可能正向阻断电压值。
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第5章 交流-直流变换器 习题（2）
第1部分：填空题
1.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 等于 U2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-150º ，使负载电流连续的条件为 α≤30º (U 2为相电压有效值)。
2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120º ，当它带阻感负载时，的移相范围为 0-90 º 。
3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 最高 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是 最低 的相电压；这种电路
角的移相范围是0-120 º ，u d 波形连续得条件是 α≤60º 。
4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是ωRC = ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U 2。
5.填写下表
电路名称电路结构图负载电压波形
整流电压平均值移相范围
电阻阻感（L极大）
电阻
阻感（L极大）
三相整流电路比较
三相半波三相全控桥
第2部分：简答题
1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？
如果不是，它们在相位上差多少度？
答：不是同一点，相位相差180 ˚。
2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的
触发角都是，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来
说，例如都是阿相，在相位上差多少度？
答：相位相差180 ˚。
3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电
u波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？
压
d
答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。
以晶闸管VT1不能导通为例。
如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。
4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负
载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？
答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ˚～
180 ˚。
当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ˚～90 ˚。
三相桥式全控整流
电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ˚～120 ˚。
当负载为电感负
载时，晶闸管移相范围是0 ˚～90 ˚。
第3部分：计算和画图题
1.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝400V，负载电阻R d＝10Ω, 控制角＝rad, 试求：（1）输出电压平均值U d；（2）输出电流平均值I d。
2.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压u d的波形。
3.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当=60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。
4.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当=60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。
提示：可在下图基础上绘制波形图。
u a u b u c
ωt
O
u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac
ωt
O。